การใช้โปรแกรม ArcMap 10: การวิเคราะห์พื้นผิวภูมิประเทศ

ปฏิบัติการที่6

การวิเคราะห์ข้อมูลพื้นผิวภูมิประเทศ (Surface Analysis)

1.การสร้าง Contour มีวิธีการสร้าง 2 วิธี

1.1) การสร้าง Contour ครั้งละ 1 เส้น

วิธีการทำคือ

-นำเข้าข้อมูล DEM ที่เราจะนำมาสร้าง

-เปิดแถบเครื่องมือ 3D Analyst โดยคลิกที่ customize>tool bars > เลือก 3D Analyst

-คลิกปุ่ม Create Contour บนแถบเครื่องมือ 3D Analyst และคลิกบนพื้นผิวที่ต้องการสร้างเส้น Contour

จะได้ดังนี้

1.2) การสร้าง Contour แบบกำหนดระยะห่างของเส้น Contour

เป็นการสร้างเส้น Contour ครั้งเดียวที่มีความห่างของเส้น Contour เท่าๆ กันตามค่าที่กำหนด

ทำได้โดยไปที่ Arc Toolbox > 3D Analyst Tools > Raster Surface > Contour

เสร็จแล้วกด Ok จะได้ดังภาพ

1.3 การปรับสัญลักษณ์เส้น Contour

- คลิกขวาที่ชั้นข้อมูล Contour เลือก Properties > Symbology > Categories > Unique values ที่ Value Field ให้เลือกฟิลด์ที่เก็บค่าระดับความสูง คือ Contour เลือกสี และคลิก Add All Values > OK

เมื่อกด OK จะได้ผลลัพธ์ดังนี้

2.การวิเคราะห์แนวการมองเห็น (Line of Sight)

ใช้สำหรับวิเคราะห์การมองเห็นว่าพื้นที่ใดสามารถมองเห็นได้บนพื้นผิวจากตำแหน่งต่าง ๆใช้ประโยชน์ในงานด้านต่าง ๆ เช่น การประเมินพื้นที่เพื่อวางแผนตั้งกองกำลังทหาร การสร้างหอคอย และการสร้างหอสื่อสาร

เปิดเครื่องมือโดยไปคลิกที่

จะได้หน้าต่างแบบนี้ขึ้นมา

วิธีทำ > คลิกลากตำแหน่งที่ต้องการเป็นจุดยืนหรือจุดมอง และลากเส้นไปในทิศทางที่ต้องการมอง หรือ คลิกตำแหน่งที่ต้องการมองไปถึงเป้าหมาย จะได้ดังนี้

-เส้นสีแดง (Obstructed area) คือ บริเวณที่ถูกกีดขวางจากจุดสังเกตุ

-เส้นสีเขียว (Visible area) คือ บริเวณที่สามารถมองเห็นจากสุดสังเกตุ

-จุดสีดำ (Observer location) คือ ตำแหน่งจุดสังเกตุ

-จุดสีน้ำเงิน (Obstruction point) คือ ตำแหน่งที่ถูกกีดขวางจากตำแหน่งจุดสังเกตุไปยังตำแหน่งเป้าหมาย

-จุดสีแดง (Target location) คือ ตำแหน่งเป้าหมาย

3.การวิเคราะห์ทิศทางการไหล (Steepest path)

เป็นการคำนวณหาทิศทางการไหล หากเริ่มปล่อยวัตถุจากจุดที่กำหนดบนพื้นผิว วัตถุจะไหลลงมาตามเส้นทางที่ชันที่สุด เป็นการประเมินรูปแบบการกลิ้ง (Runoff patterns) ของวัตถุจากแบบจำลองพื้นผิวโดยจะดูทิศทางการไหลของวัตถุที่ถูกปล่อยจากจุดที่กำหนด ไปตามลักษณะของพื้นที่

เปิดเครื่องมือโดยไปคลิกที่ Create Steepest Path

จากนั้นคลิกบนพื้นผิว ที่ตำแหน่งที่ต้องการดูทิศทางการไหล

4.การแสดงภาพตัดขวาง (Profile)

เป็นการแสดงระดับความสูงของพื้นผิวตามแนวเส้นที่กำหนด ภาพตัดขวางสามารถช่วยในการประเมินความยากง่ายของเส้นทาง หรือประเมินความเป็นไปได้ในการสร้างถนน หรือทางรถไฟในบริเวณที่กำหนดได้

จากนั้นคลิกพื้นที่ที่ต้องการสร้าง2จุด แล้วไปคลิกที่ Crate Profile Graph > Profile Graph

นอกจากนี้ยังสามารถสร้างเส้นมาอีกหนึ่งเส้น เพื่อมาเปรียบเทียบกันได้ ทำได้โดย สร้างเส้นขึ้นมา 2 เส้น แล้วก็ดับเบิ้ลคลิกที่เส้นเพื่อเปลี่ยนสีเส้นให้ต่างกัน จากนั้นก็กดShiftค้างเลือกทั้ง2เส้น แล้วกด Interpolate Line

จะได้

5.การวิเคราะห์ความลาดชัน (Slope)

เป็นการคำนวณอัตราการเปลี่ยนแปลงค่าความสูงจากเซลล์หนึ่งไปยังเซลล์ใกล้เคียง ความลาดชันสามารถคำนวณและวัดได้ 2 ประเภท ได้แก่ เปอร์เซ็นต์ (Percent rise)/ องศา (Degree)

โดยไปที่ Arc Toolbox > 3D Analyst > Raster Surface > Slope

เสร็จแล้วกด Ok จะได้ผลลัพธ์ดังรูปต่อไปนี้

5.2) Percent rise

เมื่อกด OK จะได้ผลลัพธ์ดังนี้

6.การวิเคราะห์ทิศทางการหันเหของความลาดชัน (Aspect)

Aspect เป็นการกำหนดพื้นที่รับแสง จะวัดตามเข็มนาฬิกาจาก 0-360 องศา ค่าของทุกเซลล์จะบ่งบอกทิศทางการหันเหของความลาดชัน โดยพื้นที่ที่เป็น Flat slope จะไม่มีทิศทาง และมีค่าเป็น -1 เสมอ สามารถนำไปประยุกต์กับการสร้างแบบจำลองต่าง ๆ ได้หลากหลาย เช่น แบบจำลองการเจริญเติบโตของพืช การประมาณการละลายของหิมะ การกำหนดพื้นที่เพื่อติดตั้งเซลล์พลังงานแสงอาทิตย์

ทำได้โดยไปที่ Arc Toolbox > 3D Analyst > Raster Surface > Aspect

เมื่อกด OK จะได้ผลลัพธ์ดังนี้

7.การวิเคราะห์การตกกระทบของแสง (Hill shade)

เป็นรูปแบบความสว่างและความมืดที่พื้นผิวจะได้รับเมื่อให้แสงสว่างจากมุมที่กำหนด ในการคำนวณการตกกระทบของแสงต้องกำหนดตำแหน่งแหล่งกำเนิดแสงก่อน และจากนั้นจึงคำนวณค่าของแสงในแต่ละเซลล์ค่าของแสงที่ตกกระทบจะมีค่าอยู่ระหว่าง 0-255 ซึ่งแทนด้วยระดับสีเทาจากสีดำจนถึงสีขาวตามลำดับ

-กำหนดให้ Azimuth เป็นทิศทางมุมของแสงอาทิตย์ วัดจากทิศเหนือตามเข็มนาฬิกา 0-360 องศา โดย Azimuth ที่ 90 องศาเป็นทิศตะวันออก (E) ค่าตั้งต้นเป็น 315 องศา (NW)

-กำหนดให้ Altitude เป็นค่า Slope หรือมุมของแหล่งที่ให้แสงสว่างเหนือแนวราบ หน่วยเป็นองศา จาก 0 (แนวราบ) ถึง 90 องศา (เหนือศรีษะ) ค่าตั้งต้นเป็น 45 องศา

เปิดโดยไปที่ Arc Toolbox > 3D Analyst Tools > Raster Surface > Hill shade

เมื่อกด OK จะได้

- การปรับชั้นข้อมูล DEM ให้โปร่งแสงสามารถซูมเข้าไปดูรายละเอียดใกล้ๆ จะเห็นข้อมูล DEM มี ลักษณะเป็น 3 มิติ ซึ่งจะนูนขึ้นเหมือนภูมิประเทศจริงในแต่ละพื้นที่ โดยคลิกขวาเลือก Properties > Display
- เปลี่ยนค่าของ Transparency ให้อยู่ในช่วง 35-40 % ตามความเหมาะสม > Apply
- เปิดแสดงผลเฉพาะข้อมูล DEM และ Hill shade

8.การวิเคราะห์พื้นที่การมองเห็น (View shed)
เป็นพื้นที่บนพื้นผิวที่สามารถมองเห็นได้จากจุดสังเกตสำหรับตำแหน่งที่มองเห็นได้ สามารถหาได้ว่ามีผู้สังเกตกี่คนที่สามารถมองเห็นตำแหน่งนั้นได้รวมถึงกำหนดค่าความสูงของผู้สังเกต จำกัดความห่าง ความสูง และทิศทางที่จะมอง การหาตำแหน่งที่สามารถมองเห็นได้นั้นสามารถหาได้จากหนึ่งหรือหลายจุดสังเกต หรืออาจเป็นแนวเส้นสังเกตก็ได้ ผลลัพธ์ที่ได้จากการวิเคราะห์แสดงออกมาเป็นค่า 0 และ 1 คือ
0 แทนพื้นที่ที่ไม่สามารถมองเห็น
1 แทนพื้นที่ที่สามารถมองเห็นได้
View shed สามารถนำไปใช้ในการหาพื้นที่สำหรับการสร้างหอบังคับการ หอควบคุมไฟป่า หรือที่ตั้งของแท็งก์น้ำ จุดชมวิวของโรงแรม เป็นต้น
ทำได้โดยสร้าง Shape file ข้อมูลจุดขึ้นมา เพื่อสร้างเป็นตำแหน่งจุดสังเกต และก็ใส่ค่าพิกัดโดยไปที่ Edit
จะได้ผลลัพธ์

จากนั้นไปที่ Arc Toolbox > 3D Analyst > Raster Surface > View shed จะได้

เมื่อตั้งค่าตามภาพแล้ว ให้กด OK จะได้ผลลัพธ์ดังนี้

9.การประมาณปริมาตรในการขุดและถมที่ (Cut/Fill)

ใช้คำนวณปริมาตรดินเพื่อใช้ถมที่สำหรับสร้างบ้าน หรือการสร้างถนนจะต้องขุดหรือถมดินในบริเวณนั้นเท่าใด ประมาณปริมาณของตะกอนที่ถูกกัดกร่อนหรือถับถมในแม่น้ำ การจำแนกพื้นที่น้ำท่วมซ้ำซากจากการประมาณโคลนตะกอน เพื่อความปลอดภัยในการสร้างบ้าน 

นำเข้าข้อมูล DEM_BEFORE และ DEM_AFTER จาก RTArcGIS

ไปที่ Arc Toolbox > 3D Analyst Tools > Raster Surface > Cut Fill แล้วใส่ข้อมูลดังภาพ จะได้